粗集料壓碎值檢驗不同方法標準的分析與應用

李萼雄

四川省公路規劃勘察設計研究院有限公司，四川 成都 610030

1 引言

粗集料壓碎值（“壓碎值”也稱為“壓碎指標”，本文不作區分）是按規定方法測得的石料抵抗壓碎的能力，以壓碎試驗后小于規定粒徑的石料質量百分率表示，是衡量石料力學性質的指標。該項指標在我國歷來受到特別重視，工程建設領域不同行業的技術標準（規范、規程）對粗集料壓碎值檢驗方法都有各自的規定。這些規定存在不同程度的差異，在實際工作中，可能因使用方法標準不當而造成工作失誤。為此，對粗集料壓碎值檢驗不同方法標準進行比較，有助于其在工程建設管理中的正確應用。

2 粗集料壓碎值檢驗現行不同方法標準的區別

工程建設領域涉及粗集料壓碎值檢驗的現行方法標準主要有：《建設用卵石、碎石》（GB/T 14685-2011）［1］、《普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準》（JGJ 52-2006）［2］、《水工混凝土砂石骨料試驗規程》（DL/T 5151-2014）［3］、《公路工程集料試驗規程》（JTG E42-2005）［4］。這些規范（標準、規程）的適用范圍及其粗集料壓碎值檢驗方法的比較情況如表1。對各規范之間的異同分析如下：

（1）適用范圍

GB/T 14685-2011 是適用于建設工程領域的國家標準，是基礎性的標準，但是不適用于水工建筑物；JGJ 52-2006、DL/T5151-2014 分別適用于住建行業（房屋建筑和市政基礎設施工程）、電力行業的水泥混凝土；JTG E42-2005 不僅適用于公路工程水泥混凝土，也適用于公路工程瀝青混合料和路面基層。

（2）試樣粒徑

為了以統一的標準進行比較，粒徑規格均以方孔篩來衡量。GB/T 14685-2011、JGJ 52-2006 均規定壓碎值試驗的試樣粒徑在9.5～19.0mm之間，即取樣風干后篩除大于19.0mm及小于9.5mm的顆粒；DL/T 5151-2014規定試樣粒徑為10～20mm；而JTG E42-2005則規定試樣粒徑為9.5～13.2mm，與其它規范存在較明顯的差異，其粒徑更加小而單一。通常，單一粒徑的集料壓碎更嚴重，便于考驗不利情況的抗壓碎能力。從試樣粒徑的不同來分析，JTG E42-2005 更多地考慮了瀝青路面所用集料特點，而其它規范針對的是水泥混凝土所用集料情況。

（3）試樣處理

除JTG E42-2005 以外，其余規范均規定壓碎值試驗的試樣均需剔除針片狀顆粒。同樣條件下，剔除針片狀顆粒的試樣壓碎值比未剔除者要小。剔除針片狀顆粒后，集料加工因素被弱化，壓碎值更側重于反映集料的料源特性即石料本身的性能。

（4）試樣數量

上述規范對試樣數量的規定略有差別。JTG E42-2005 規定以專用金屬筒的體積來控制每次試驗的試樣數量，其質量通常為2700～3000 g；而其它規范則以質量（3000g）或裝料的高度來控制試樣數量。

（5）壓碎值測定儀

JTG E42-2005規定：圓筒內徑150mm，壓頭直徑149mm；其它規范則規定：圓筒內徑152mm，壓頭直徑150mm。各規范規定的設備尺寸基本相同。

（6）裝料方式

GB/T 14685-2011 和JGJ 52-2006 對裝料方式的規定完全一致，要求分2 層裝料，每裝完一層試樣后，底盤下墊放直徑10mm 圓鋼，按住試筒左右交替顛擊地面各25 下；DL/T5151 規定也是分2 層裝料，但在底盤下不用墊放圓鋼，而是直接提起、松落，兩邊交替各25 次；JTG E42-2005 則規定分3 層裝料，每層均用金屬棒從石料表面上均勻搗實25 次。

（7）加荷方式

加荷方式的不同體現在以下方面：總荷載、加荷速率、卸荷前是否穩壓一定時間。GB/T 14685-2011、JGJ 52-2006 均規定加荷到200kN，并穩壓5s，DL/T5151-2014 規定總荷載與前兩者一致，但不穩壓。此外，這三者對加荷速率的規定略有區別（在1kN/s左右）。JTG E42-2005與其它規范存在顯著的不同，規定在約600s 內均勻加荷到400kN，其總荷載提高到了2 倍。

（8）加荷后過篩孔徑

除DL/T5151-2014 規定采用2.5 mm 方孔篩對加荷后的試樣過篩外，其余規范均規定采用2.36mm 方孔篩。

3 現行不同方法標準的綜合比較

關于現行的粗集料壓碎值檢驗方法，GB/T 14685-2011 和JGJ 52-2006 幾乎相同；DL/T 5151-2014 在試樣粒徑、加壓后過篩孔徑、裝料方式上與前兩者略有區別；而JTG E42-2005 與其它規范存在明顯的差異，最顯著的不同是其總荷載大，此外，其試樣粒徑小而單一，且試樣不經剔除針片狀顆粒處理。按照JTG E42-2005所得壓碎值數值比按其它規范方法測試值明顯增大，石料的壓碎值拉得更開。總體上，JTG E42-2005 更多地照顧了瀝青路面的使用習慣，而其它規范則著眼于水泥混凝土用集料的特點。

4 不同方法測試值之間換算關系的分析與應用

（1）公路水泥混凝土和瀝青路面用粗集料壓碎值試驗方法的分析

為分析公路水泥混凝土和瀝青路面用粗集料壓碎值試驗方法，特追溯現行《公路工程集料試驗規程》（JTG E42-2005）對舊規程的修訂情況，這有助于進一步掌握壓碎值檢驗方法。JTG E42-2005 是對已廢止的舊規程《公路工程集料試驗規程》（JTJ 058-2000）［5］修訂而來。舊規程（JTJ 058-2000）對于水泥混凝土和瀝青路面用粗集料壓碎值的測試方法做了不同的規定，其測試方法編號分別為T0315、T0316。修訂后的新規程將兩種測試方法統一起來，以瀝青路面用粗集料壓碎值試驗方法（T0316）為基礎，廢除了水泥混凝土用粗集料壓碎值試驗方法（T0315）。T0316 的優點是壓碎值拉得開，便于區分石料的抗壓碎性能，另外壓碎值指標對瀝青路面及基層的重要性遠大于水泥混凝土膠凝材料，當時認為應該更多的照顧瀝青路面的習慣。曾采用15 種不同品種的石料分別按原規程T0315、T0316 試驗方法進行了詳細的對比研究［4］，發現二者之間有非常好的相關性，其換算關系為：

（y 為按T0315 方法測試值，x 為按T0316 方法測試值）

該規范修訂時，我國瀝青路面表面層多用公稱最大粒徑13.2mm 的集料，在將上述兩種方法統一時，特將試樣粒徑由原來的13.2～16.0mm 調整為9.5～13.2mm，也是考慮了當時瀝青路面工程的實際情況。

（2）現行不同方法測試值之間換算關系的應用探討

通過比較分析，舊規程《公路工程集料試驗規程》（JTJ 058-2000）中水泥混凝土用粗集料壓碎值試驗方法（T0315）與GB/T 14685-2011 和JGJ 52-2006 的規定基本相同。前述換算關系似可擴展至現行的這幾個規范間使用：

（y 為按GB/T 14685-2011 或JGJ 52-2006 方法測試值，x為按JTG E42-2005 方法測試值）

但是，現行的《公路工程集料試驗規程》（JTG E42-2005）對粗集料壓碎值試樣粒徑規定為9.5～13.2mm，這與舊規程中T0316 方法規定的試樣粒徑（13.2～16.0 mm）有所不同，因此，該換算關系推廣使用可能存在一定的偏差，可在此基礎上開展進一步的研究。

5 結語

關于粗集料壓碎值檢驗方法，除有國家標準外，住建、公路、電力等不同領域也有各自的行業標準。在實際應用中，需要結合不同行業的特點，按照項目設計要求或相關行業規定，選用適宜的方法標準開展檢驗，對集料質量進行恰當的評判，從而為工程用料的生產管理和質量控制起到有力的保障作用。此外，不同方法標準間的差異，可能造成實際使用中的不便或困擾，建議標準制訂（修訂）時除考慮行業領域的特點外，也宜最大限度地兼顧與國家標準等的一致性。